JPH10297961A - 遠赤外線放射体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 品質の安定した遠赤外線放射体を、比較的入
手が容易で、安価な原材料から得る。 【解決手段】 焼結セラミックスからなる遠赤外線放射
体を提供する。この遠赤外線放射体は、シリカ５５〜７
０重量％、酸化アルミナ２０〜３０重量％、マグネシア
０．５〜２重量％、酸化鉄１〜３重量％、酸化チタン
０．５〜２重量％、酸化銅０．５〜３重量％、酸化カル
シウム１〜４重量％、酸化ナトリウム１〜３重量％及び
酸化カリウム１〜４重量％を含有する。この遠赤外線放
射体は、天然に多量に存在する造岩鉱物類を用いて製造
することができ、室温付近でも、黒体に近い放射性能を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人間や動物の健康
増進、植物の生育に有用な遠赤外線を、室温付近から高
い放射量で放射する焼結セラミックス遠赤外線放射体及
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】遠赤外線は、波長が４〜５０μｍの電磁
波であり、生物の生育に有効で、特に４〜２４μｍの波
長は、人体や動物に対する代謝作用が多様であることか
ら、健康増進、医療治療に利用され、その作用効果が知
られている。

【０００３】また、かかる有用な波長を放射する遠赤外
線放射体は、水に浸漬すると水が遠赤外線で活性化され
る。このため、水は、人体の健康促進や、動植物の健全
な育成等に効果があるとされている。

【０００４】例えば、かかる遠赤外線放射体は、粉末又
は適切な大きさの粒状に成形することができる。このよ
うな粉末は、浴剤や飲料水活性化材等として用いれば、
人体の健康増進に役立たせることができ、化粧品等に添
加すれば、皮膚を美しくする美容効果を発揮する。ま
た、かかる粉末は、鍋等の厨房器具の内面のセラッミク
処理に使用すれば、調理した食品を美味しくするととも
に、腐敗を防止することができ、植物を育成する鉢等の
材料に添加すれば、植物の成長を促進することができ
る。

【０００５】遠赤外線放射体としては、化学的に製造さ
れたアルミナやジルコニアを主原料にし、これにシリ
カ、酸化第一鉄、炭化ケイ素、炭素、マグネシア、酸化
銅、酸化チタン等を粉末状に混合、成形、焼成したセラ
ミックス系材料が用いられる（特開平５−１３９８０９
号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】かかる遠赤外線放射体
は、特に、遠赤外線の放射性能を高めるために、純度の
高い酸化アルミナやジルコニアに、上述した各種元素酸
化物を所定の割合で配合する必要がある。かかる遠赤外
線放射体は、経済性を配慮した各種酸化物原料の調達
や、その適正配合割合を決めるのに費用がかかる。ま
た、かかる遠赤外線放射体では、放射性能を向上させる
と期待される微量元素の配合が難しい等の問題がある。

【０００７】天然石には遠赤外線を強く放射するものが
あるが、良質のものは産地が極めて限定され、国内での
自給には限界がある。また、天然石の成分は変動するた
め、遠赤外線の放射量を一定に調整するのは困難であ
る。したがって、従来から製造されている遠赤外線放射
体は、原材料が高価で、また、天然品を輸入に頼らざる
を得ないため、品質が不安定になる等の問題があった。

【０００８】本発明は、品質の安定した遠赤外線放射体
を、比較的入手が容易で、安価な原材料から製造するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、室温付近で
も、遠赤外線を高い放射量で放射する焼結セラミックス
からなる遠赤外線放射体に関する。本発明の遠赤外線放
射体は、シリカ５５〜７０重量％、酸化アルミナ２０〜
３０重量％、マグネシア０．５〜２重量％、酸化鉄１〜
３重量％、酸化チタン０．５〜２重量％、酸化銅０．５
〜３重量％、酸化カルシウム１〜４重量％、酸化ナトリ
ウム１〜３重量％及び酸化カリウム１〜４重量％を含有
する。

【００１０】また、本発明は、この遠赤外線放射体を製
造する方法に関する。本発明の方法では、（１）粘土４
０〜６０重量％、天然ゼオライト２０〜４０重量％、軽
石５〜１５重量％、おが屑２〜１０重量％、黒鉛１〜５
重量％、クリストバライト２〜１０重量％、及び銅粉
０．５〜３重量％を粉末状にして混合する混合工程、
（２）得られた混合物を、水を加えて練る混練工程、
（３）得られた混練物を成形する成型工程、及び（４）
得られた成形物を、１１００〜１２５０℃の温度で焼結
する焼結工程を含む。

【００１１】本発明者は、上記の課題を解決するため、
入手容易な原材料に、種々の天然の造岩鉱物類等を用い
て検討し、遠赤外線放射体の試作及び試験を行なった。
その結果、本発明者は、天然に多量に存在する造岩鉱物
類を主原料にしても、これらの原料を粉末状にして配合
し、適切に処理すれば、優れた放射特性を有する遠赤外
線放射体が得られることを見出した。

【００１２】また、本発明者は、このようにして得られ
た遠赤外線放射体が、黒体に近い放射性能をもつことも
見出した。驚くべきことに、得られた遠赤外線放射体
は、人体や動植物に有効な遠赤外線の放射強さ及び放射
率等の放射特性において、室温付近の温度領域でも黒体
（入射してくるあらゆる種類の光のエネルギーを、完全
に吸収し、全波長領域にわたりその表面において全く反
射せず、周囲の温度以上に熱せられると、その温度のみ
に依存したエネルギーを放射する、理想体に近い物性を
もつ）に近い値をもつのである。

【００１３】本発明者は、黒体に近い放射性能をもつ遠
赤外線放射体を、比較的安価な造岩鉱物類を主原料とし
て製造することができることを突き止め、本発明に至っ
たものである。

【００１４】本発明の遠赤外線放射体は、室温付近の温
度領域で黒体に近い放射強さを有する。このため、粉末
や成形品としてその利用範囲が広く、血行促進、鎮痛、
体液障害の治癒等の各種健康医療機器に従来と同様に使
用することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の遠赤外線放射体を得るに
は、粘土４０〜６０重量％、天然ゼオライト２０〜４０
重量％、軽石５〜１５重量％、おが屑２〜１０重量％、
黒鉛１〜５重量％、クリストバライト２〜１０重量％、
銅粉末０．５〜３重量％を粉末状にして混合し、水を加
えて練ったものを成形し、母材とする。成形後の焼結
は、５５０℃で予備加熱した後、更に１１００〜１６０
０℃にて、１回以上加熱する。

【００１６】上記方法によって得られる焼結体は、シリ
カ５５〜７０重量％、酸化アルミナ２０〜３０重量％、
マグネシア０．５〜２重量％、酸化鉄１〜３重量％、酸
化チタン０．５〜２重量％、酸化銅０．５〜３重量％、
酸化カルシウム１〜４重量％、酸化ナトリウム１〜３重
量％及び酸化カリウム１〜４重量％からなる組成の範囲
にある。この組成範囲内の焼結体であれば、黒体に近い
強さの遠赤外線を放射する。

【００１７】本発明で使用する造岩鉱物類は、天然品原
材料であるが、市販されており、容易に入手することが
できる。おが屑は、できるだけ細かいものを使用する。
粉末状の黒鉛は人造及び天然品が使用でき、銅は試薬用
及び工業用等級品を使用することができる。

【００１８】これらの原料の混合は、特に限定されるこ
となく、任意の方法で行うことができる。例えば、粉末
状の粘土、天然ゼオライト、軽石及びおが屑を予め混合
し、これにクリストバライト、黒鉛及び粉末銅の混合品
を加える等である。

【００１９】混合原料に加える水は、不純物の少ない天
然水が好ましい。成形しやすいように、添加する水の量
を調整しながら、混練りを行った後、ボールミル、押出
成形機等を用いて成形する。成形法により、粉末、顆粒
状、球状、円柱状、円筒状に成形することが可能であ
り、これを焼結する。焼結品は実用に耐える充分な強度
を有している。

【００２０】焼結は、通常の電気炉を使用し、まず低温
側で予備加熱を行った後、一度自然冷却で室温に戻し、
次いで、１１００〜１６００℃で１回以上高温加熱を行
う方法が好ましい。予備加熱を行わないと焼結後の製品
の強度等に品質むらがでることがあり、予備加熱は５０
０℃以上、好ましくは７００℃以上で、３時間以上行
う。

【００２１】高温加熱は１１００〜１６００℃の温度
で、最低３時間以上焼結し、室温まで自然冷却する。品
質を安定化させるためには、さらに同様の条件で２回以
上加熱を行い、焼結を完全に行うことが好ましい。

【００２２】また配合に使用する黒鉛粉末は、炭素含有
量が９９％以上、粒径が６〜２００μｍの黒鉛を使用す
ることが好ましい。黒鉛は、加熱時に空気中の酸素で酸
化されて炭酸ガスとなって揮散し、焼結体を多孔性にす
る効果があるが、上記黒鉛を配合することにより、焼結
体が緻密な細孔を形成して、遠赤外線の放射面積を増大
させる性能を与える。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して、
詳細に説明する。実施例１ 粉末状粘土５５重量％、天然ゼオライト２５重量％、粉
砕した安山岩系軽石１０重量％に、杉材のおが屑１０重
量％を攪拌型混合機で混合し、これに、９９重量％以上
の炭素含有量及び６〜１００μｍの粒度分布を有する人
造黒鉛粉末３重量％、クリストバライト５重量％、銅粉
末１重量％をボールミルで混合したものを加え、さらに
攪拌を行った後、市販天然水を加えて同じ混合機で混練
りし、成形可能な流動性を有するペーストを得た。

【００２４】このペーストを、押出成形機で、外径１０
ｍｍ、内径５ｍｍの円筒状に押し出し、これを１０ｍｍ
の長さに切断し、成形体とした。この成形体を高温昇温
型電気炉に入れ、１０℃／分で昇温し、７５０℃に達し
た後、この温度で５時間予備加熱を行い、電気炉内で室
温まで自然冷却した。

【００２５】次いで、この予備加熱品を、同じ電気炉で
１０℃／分で１３００℃まで昇温加熱後、この温度で６
時間焼結を行い、電気炉内で室温まで自然冷却した。

【００２６】上記方法によって得られた焼結体は、蛍光
Ｘ線測定等により測定した結果、シリカ６２重量％、酸
化アルミナ２８重量％、マグネシア０．７４重量％、酸
化鉄２．２重量％、酸化チタン０．７２重量％、酸化銅
１．５重量％、酸化カルシウム１．４重量％、酸化ナト
リウム１．３重量％及び酸化カリウム２．０重量％から
なる組成を有していた。

【００２７】この焼結体を、ボールミルにかけて微粉末
にして、遠赤外線の放射性能を、４０℃でＦＴ−ＩＲ発
光スペクトルにより測定した。結果を図１及び図２に示
す。

【００２８】図１は、波長２〜２４μｍの放射強さを示
すグラフである。本発明の焼結体Ａと黒体Ｂとについて
比較すると、焼結体Ａは、上記波長範囲で黒体に近い高
い放射強さを示した。

【００２９】図２は、波長２〜２４μｍの放射率を示す
グラフである。黒体Ｂを１００％とした場合、焼結体Ａ
は、人体に有効な波長６〜１２μｍの範囲で、９０％前
後の高い放射率を持ち、これより長い波長においても、
同様の放射率を示した。

【００３０】実施例２ 配合は、粉末状粘土４５重量％、天然ゼオライト３５重
量％、粉砕した安山岩系軽石１５重量％、おが屑５重量
％を実施例１と同様の方法で混合し、これに、９９重量
％以上の炭素含有量及び２０〜１５０μｍの粒度分布を
有する天然黒鉛粉末２重量％、クリストバライト８重量
％、銅粉末２重量％をボールミルで混合したものを加
え、以下実施例１と同様な方法で、成形体とした。

【００３１】この成型体を実施例１と同じ電気炉を使用
し、昇温を１０℃／分に設定し、予備加熱及び高温焼結
を行った。予備加熱を７００℃で６時間行った後、自然
冷却で室温に戻した後、高温加熱を、加熱と自然冷却を
繰り返して、３回行った。第１回は１３００℃で４時
間、第２回は１４００℃で４時間、第３回は１５５０℃
で６時間で実施し、焼結体とした。

【００３２】上記方法によって得られた焼結体について
実施例１と同様の組成分析を行った結果、シリカ６８重
量％、酸化アルミナ２２重量％、マグネシア０．９５重
量％、酸化鉄１．５０重量％、酸化チタン１．５０重量
％、酸化銅１．０重量％、酸化カルシウム１．３５重量
％、酸化ナトリウム１．２０重量％及び酸化カリウム
２．５０重量％からなる組成を有していた。

【００３３】この焼結体を実施例１と同様に微粉末にし
て、遠赤外線の放射性能をＦＴ−ＩＲ発光スペクトルに
より測定した。この微粉末も実施例１と同様に優れた遠
赤外線の放射性能を有することがわかった。

【００３４】

【発明の効果】このように、本発明の遠赤外線放射体
は、室温付近でも極めて黒体に近い放射性能を有してお
り、放射エネルギー及び放射率が高い物質である。この
性能の発揮には、天然の造岩鉱物中に含まれる上記組成
以外の微量元素の影響も寄与している可能性がある。ま
た、本発明の方法では、天然の造岩鉱物類に含まれる元
素の酸化物から、遠赤外線放射体を製造する。このた
め、本発明の方法によれば、原料コストが安価で、特殊
な焼結助材等を必要とせず、比較的容易に遠赤外線放射
体を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例の遠赤外線放射体の放射強さを黒
体と比較したグラフである。

【図２】本発明の一例の遠赤外線放射体の放射率を黒体
と比較したグラフである。

【符号の説明】

Ａ 本発明の一例の遠赤外線放射体 Ｂ 黒体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遠赤外線を放射する焼結セラミックスか
   らなる遠赤外線放射体であって、 シリカ５５〜７０重量％、酸化アルミナ２０〜３０重量
   ％、マグネシア０．５〜２重量％、酸化鉄１〜３重量
   ％、酸化チタン０．５〜２重量％、酸化銅０．５〜３重
   量％、酸化カルシウム１〜４重量％、酸化ナトリウム１
   〜３重量％及び酸化カリウム１〜４重量％を含有するこ
   とを特徴とする、遠赤外線放射体。
2. 【請求項２】 遠赤外線を放射する焼結セラミックスか
   らなる遠赤外線放射体を製造するにあたり、 粘土４０〜６０重量％、天然ゼオライト２０〜４０重量
   ％、軽石５〜１５重量％、おが屑２〜１０重量％、黒鉛
   １〜５重量％、クリストバライト２〜１０重量％、及び
   銅粉０．５〜３重量％を粉末状にして混合する混合工
   程、 得られた混合物を、水を加えて練る混練工程、 得られた混練物を成形する成型工程、及び得られた成形
   物を、１１００〜１６００℃の温度で１回以上焼結する
   焼結工程を含むことを特徴とする、遠赤外線放射体の製
   造方法。
3. 【請求項３】 前記黒鉛が９９重量％以上の炭素含有量
   及び６〜２００μｍの粒径を有する黒鉛粉末であること
   を特徴とする、請求項２記載の遠赤外線放射体の製造方
   法。
4. 【請求項４】 遠赤外線を放射する焼結セラミックスか
   らなる遠赤外線放射体であって、 粘土４０〜６０重量％、天然ゼオライト２０〜４０重量
   ％、軽石５〜１５重量％、おが屑２〜１０重量％、黒鉛
   １〜５重量％、クリストバライト２〜１０重量％、及び
   銅粉０．５〜３重量％を粉末状にして混合し、水を加え
   て練り、成形し、１１００〜１６００℃の温度で１回以
   上焼結することにより得られたことを特徴とする、遠赤
   外線放射体。
5. 【請求項５】 前記黒鉛が９９重量％以上の炭素含有量
   及び６〜２００μｍの粒径を有する黒鉛粉末であること
   を特徴とする、請求項４記載の遠赤外線放射体。